Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE PSICOLOGÍA LAS IDEAS PREVIAS DE LOS NIÑOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE CADENAS ALIMENTICIAS T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE : L I C E N C I A D O E N P S I C O L O G Í A P R E S E N T A : LUIS FERNANDO SHUNTA COCHA DIRECTOR: DR. RIGOBERTO LEÓN SÁNCHEZ REVISOR: MTRO. GERMÁN ÁLVAREZ DÍAZ DE LEÓN CIUDAD UNIVERSITARIA, 2006 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. 1 Todo lo que este trabajo representa está dedicado: Axel Wilhelm Werner Boving A Frau Margarita Gräf A Letty Martínez A mi amigo de siempre Carlos Jiménez Carreño A mi hermana Mónica Alexandra Shunta 2 Agradecimientos: A la Universidad Nacional Autónoma de México. Por haberme permitido ser parte de tan prestigiosa institución. Gracias por enseñarme que la educación e investigación son los mejores caminos para evolucionar constructivamente como personas y sociedad. Al personal de la biblioteca del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la UNAM por su colaboración en el acceso y adquisición de los artículos de investigación que enriquecieron la presente obra. A la Dra. Leticia Gallegos Cázares, investigadora del CCADET, por su invaluable apoyo en la realización de este trabajo. Lety: muchas gracias por su amistad, confianza, enseñanzas y sobre todo por compartir sus conocimientos y experiencias con mi persona. Sin su apoyo, este trabajo no hubiera sido posible. ¡Infinitas gracias!. Al Dr. Rigoberto León Sánchez por su interés, paciencia y apoyo en la elaboración de esta Tesis. Al Mtro. Germán Álvarez Díaz de León por sus valiosos comentarios y correcciones que enriquecieron y mejoraron esta obra. Al Maestro Humberto Zepeda Villegas por asesoría en el análisis estadístico de los resultados. A Beatriz Eugenia García Rivera por su valiosa revisión de los conceptos de ecología. A la profesora Rocío Alpizar Juárez, directora de la escuela “Emma Godoy” por permitirme realizar mi investigación con todas las facilidades que estuvieron a su alcance. ¡Gracias por su apoyo! A las Maestras, niños y niñas de primero, segundo y tercer grado de la escuela “Emma Godoy” por su colaboración, disposición y paciencia. Sin Ustedes, las aportaciones de este trabajo no hubieran sido posibles. ¡Muchas gracias! 3 ÍNDICE Pág. Introducción 6 Capítulo Primero Ideas previas Características de las ideas previas Teoría del conocimiento en fragmentos Principios heurísticos para identificar p-prims Propiedades de los p-prims 8 8 10 21 27 30 Capítulo Segundo Investigaciones sobre cadenas alimenticias Tamaño de los organismos Organismos productores Concepción de flujo y transferencia de energía Organismos descomponedores Modificaciones poblacionales Relaciones predador-presa Roles de los organismos Juicios antropocéntricos y teleológicos Actitudes hacia algunos organismos Revisión de los libros de textos de ciencias naturales editados por la SEP de primero, segundo y tercer grado de primaria 37 37 38 39 40 42 43 45 46 47 48 51 Estudio sobre las ideas previas de los niños en la construcción de cadenas alimenticias Planteamiento del problema de investigación Justificación Preguntas de investigación Objetivos Hipótesis de investigación 55 55 55 56 56 57 4 Pág. Método Sujetos Instrumento Procedimiento 57 57 57 59 Resultados Primera Tarea: reconocimiento de animales herbívoros y carnívoros Segunda Tarea: preferencias en relaciones predador-presa Tercera Tarea: construcción de cadenas alimenticias Análisis estadístico de la Tercera Tarea Análisis de las explicaciones de los participantes para formar cadenas alimenticias: Cadena alimenticia marina Respuestas correctas Respuestas invertidas Respuestas incorrectas Cadena alimenticia terrestre 1 Respuestas incorrectas Cadena alimenticia terrestre 2 Respuestas correctas Respuestas invertidas Respuestas incorrectas Tarjetas con dos animales herbívoros y dos animales carnívoros 63 63 66 73 75 77 77 78 79 82 84 85 96 97 98 100 108 Conclusiones y Discusión Limitaciones prácticas Alcances e implicaciones del estudio 110 123 126 Referencias 128 Anexo 1: Instrumento para formar cadenas alimenticias Anexo 2: Guía de entrevista 133 136 5 RESUMEN Este trabajo se enfocó en tres aspectos: primero, conocer si los niños de primero a tercer grado de primaria construían cadenas alimenticias con base en primitivos fenomenológicos; segundo, conocer si existían diferencias estadísticamente significativas en la formación de cadenas alimenticias entre los tres grados y, tercero, se indagaron las ideas previas que los estudiantes utilizaron para ello. Participaron ochenta y seis niños entre seis y ocho años de edad de primero, segundo y tercer grado de una escuela primara pública de la Ciudad de México. Se aplicó un instrumento que constó de tres tareas: 1. clasificar animales herbívoros y carnívoros, 2. relacionar predadores con presas y 3. construir tres tipos de cadenas alimenticias: una cadena marina y dos cadenas terrestres. Posteriormente, se entrevistó a ocho participantes por cada grado escolar. Los estudiantes de los tres grados pudieron clasificar animales carnívoros y herbívoros, establecieron relaciones predador-presa con base en el tamaño de la presa, la ferocidad de los predadores y las ideas previas que manejan. Se identificaron, también, siete relaciones preferenciales predador-presa. No se encontraron diferencias estadísticas significativas entre tres grados en la formación de las cadenas alimenticias marina (p < .089) y terrestre 1 (p < .181), pero sí en la cadena terrestre 2 (p > .000) por lo que se aceptó la hipótesis nula de investigación. Los escolares construyeron cadenas alimenticias correctas, incorrectas e invertidas a través de eslabones aislados o interrelacionados que incluían dos o más organismos por medio de relaciones predador-presa y con base en el parámetro “quién se come a quién”. Iniciaron las cadenas identificando al organismo del nivel trófico más alto y terminaron con el organismo del nivel trófico más bajo, ordenando los organismos por tamaños jerárquicos. Se identificaron cuatro primitivos fenomenológicos y diversas ideas previas que guiaron la construcción de cadenas las alimenticias. 6 INTRODUCCIÓN Es del conocimiento público el conjunto de dificultades que enfrenta la enseñanza de las ciencias ya sea durante la formación básica o, incluso, en los primeros años de las carreras universitarias. Cuando se enseña física por ejemplo, es impresionante la gran cantidad de estudiantes que después de la educación recibida no dominan los conceptos básicos deesta ciencia y no adquieren las habilidades intelectuales esperadas o necesarias para el aprendizaje y análisis de las cuestiones examinadas (Valdés y Valdés; 1999). En las últimas tres décadas, sin contar con el tiempo en que Jean Piaget hizo sus trabajos, se han realizado numerosas investigaciones en el campo de la enseñanza de las ciencias para identificar los problemas o barreras que enfrenta el aprendizaje, comprensión y asimilación de conceptos y teorías científicas por parte de los estudiantes (Giordan, 1987; Solomon, 1998; Sebastiá, 1989; Flores y Gallegos, 1993;Flores, 1994; Pessoa de Carvalho, 1998; García, 1998; Krnel y cols., 1998; Macías y Maturano, 1999; Hirschfeld y Gelman 2002a y b; García, 2003; Pessoa de Carvalho, 2004). Algunos trabajos han encontrado que ciertos problemas se originan en la interacción maestro-alumno, debido al uso del lenguaje de las ciencias (Llorens y cols., 1989; 1987), en el desarrollo y contextualización social de la epistemología del proceso de aprendizaje de la física (Valdés y Valdés, 1999), en el uso de analogías y metáforas (Duit,1991), en las ideas previas o preconcepciones (Flores y Gallegos, 1993), etc. Todos estos trabajos tienen en común la identificación de un problema general con respecto al impacto de la enseñanza formal en los conceptos de la ciencia: la duración y la resistencia de que a pesar de años de educación formal no se produce un cambio de muchas y diversas ideas, conceptos y conocimientos previos no científicos que los alumnos llevan al salón de clases. Las maneras de considerar esos conocimientos o ideas previas difieren principalmente en dos puntos: si son coherentes en su estructura interna y en su forma de ser aplicadas a distintos fenómenos (corte teórico) o si no lo son. En el primer caso, se ha propuesto que el aprendizaje sería un proceso de reemplazo de ideas previas por conocimientos expertos apropiados. Se ha planteado incluso que los conocimientos previos deben ser eliminados porque no tienen un rol productivo en el proceso de aprendizaje. De esa manera, las ideas previas son concebidas como “errores” que impiden y dificultan el aprendizaje y se hace énfasis en la discontinuidad de tales ideas entre el estudiante novato y el experto. En el segundo caso, se ha planteado que las ideas previas no son de corte teórico, que tiene raíces profundas, son productivas, constantes y que juegan un rol productivo tanto en estudiantes novatos como en expertos en diferentes contextos y condiciones. Ahí, el punto no es eliminar o sustituir las ideas Introducción 7 previas por conceptos expertos, sino identificar y observar los cambios profundos y complejos que sufren en el proceso de aprendizaje (Smith y cols., 1993). Las formas de concebir y tratar las ideas previas han tenido implicaciones importantes para el desarrollo de diferentes teorías sobre el cambio conceptual (Smith y cols., 1993; diSessa y Sherin, 1998; diSessa, 2002; Carey y Spelke, en Hirschfeld y Gelman, 2002a; Duit y Treagust, 2003). Según Smith y cols. (1993) una de las principales tareas de los investigadores educativos es documentar los conocimientos previos en la mayor cantidad de dominios posibles. En ese sentido, el presente estudio pretende conocer las ideas previas que estudiantes de primero, segundo y tercer grado de primaria, entre 6 y 8 años de edad, utilizan para construir cadenas alimenticias. Asimismo, desde la teoría del conocimiento en fragmentos de diSessa (1993) se quiere conocer si en dichas ideas previas existen primitivos fenomenológicos (en corto “p-prims”) que son “abstracciones relativamente simples y usualmente abstraídas de experiencias comunes” (diSessa y Sherin, 1998, p.1177). Si ese fuera el caso, se quiere saber qué p-prims son. También se quiere conocer si existen diferencias estadísticas significativas entre los estudiantes de los tres grados en la formación de cadenas alimenticias. Para todo esto, se aplicará un instrumento para formar cadenas alimenticias creado por Gallegos y cols. (1994) en los tres grados educativos y, a fin de conocer las razones detrás de las respuestas obtenidas en dicho instrumento, se entrevistarán a ocho participantes de cada nivel escolar. El presente estudio es relevante porque indagará las ideas previas relacionadas con cadenas alimenticias en los primeros niveles de educación básica que, en general, han sido poco exploradas y contribuirá al corpus de conocimiento de la enseñanza de las ciencias. En la primera parte de esta obra iniciaremos con una descripción de las ideas previas, seguiremos con ciertos aspectos relevantes para esta investigación de la teoría de diSessa (1993) y expondremos una serie de resultados de investigaciones sobre cadenas alimenticias realizadas con estudiantes de diferentes niveles educativos y partes del mundo. Después, expondremos algunos conceptos relacionados con cadenas alimenticias que manejan los libros de texto utilizados por los escolares estudiados a fin de indagar si tales conceptos juegan algún rol en sus ideas previas. En la segunda parte de esta obra presentaremos el método a seguir para lograr nuestros objetivos. Continuaremos con los resultados obtenidos que se ilustran con algunos fragmentos de entrevistas y, finalmente, expondremos las conclusiones y la discusión de los datos obtenidos en la presente investigación. 8 CAPÍTULO PRIMERO IDEAS PREVIAS Antes de llegar a la escuela, los estudiantes ya poseen una serie de ideas sobre diferentes temas que se les enseñarán formalmente. Si se habla de mecánica tienen muchas ideas sobre movimiento, dirección, velocidad, etc., que les ayudan a tener un manejo eficaz de su propia realidad. En la vida diaria el alumno no sólo es capaz de conocer y aprender a través de hacer cosas como saltar, lanzar objetos, dejarlos correr en una dirección, ver cómo caen y más, sino que también es capaz de formular y dar explicaciones, correctas o no, sobre su interacción con el mundo. En algunos casos las explicaciones incorrectas que se dan pueden originarse por la “popularización” de términos científicos que se distorsionan y emplean sin conocerlos realmente. Carlos Guillén (en García, 1998) comenta: “ni venimos del mono, ni los hoyos son hoyos, ni los virus son animales. Estos y muchos otros errores de transmisión del conocimiento científico, sólo pueden remediarse en la medida en que seamos capaces de identificar los elementos estructurales de un concepto” (p.12) Han sido muchos los nombres que se han dado a las ideas o conocimientos de los estudiantes relacionadas con temas científicos. Por ejemplo, Lewis y Linn (2003) las llaman concepciones intuitivas para referirse a ideas desarrolladas como el resultado de la interacción con el mundo natural; Bar y Travis (1991) las llaman concepciones erróneas al referirse a elecciones equivocadas de test de opción múltiple sobre conceptos científicos formales aprendidos pero no entendidos; Pozo (2002) las nombra conceptos espontáneos que surgen de la actividad cotidiana, de la interacción espontánea con el entorno, que sirven para “predecir” la conducta de ese entorno y están limitadas por la capacidad perceptiva de las personas; Hogan y cols. (1996) las llaman concepciones alternativas o concepciones previas para referirse a que los niños y los científicos tienen visiones alternativas acerca de un fenómeno científico. El nombre acuñado a tales ideas depende del marco teórico de cada autor. Sin embargo, se ha planteado que las diferentes formas de describir las ideas de los chicos pueden tener influencia en decisiones educativas. Hogan y cols. (1996) comentan que describir a las ideas de los niños como “concepciones erróneas” puede implicar que éstas sean vistas como barreras en la educación que requieren de una reestructuración radical. En cambio, si se las conciben como visionesalternativas acerca de un mismo fenómeno científico, entonces éstas pueden contribuir a la construcción del nuevo conocimiento. De igual manera Smith y cols. Ideas previas 9 (1993) comentan que al concebir a las ideas de los niños como “conceptos erróneos” se hace excesivo hincapié en la discontinuidad que existe entre los alumnos y los científicos expertos. Dichos autores encontraron que algunos expertos formulan explicaciones de manera muy diferente a los novatos. No obstante, cuando se pide a los expertos justificaciones de sus explicaciones recurren a las mismas ideas primitivas utilizadas por los alumnos. Así, el conocimiento intuitivo actúa igual en expertos y novatos (véase también la investigación de Lewis y Linn, 2003). Nosotros, y siguiendo la propuesta de Flores (2004), las llamaremos ideas previas ya que este término hace referencia a una concepción que no ha sido todavía transformada por la acción escolar. Con las ideas previas el estudiante construye teorías acerca del por qué de los fenómenos a partir, en algunos casos, de las experiencias cotidianas en su medio social. Por esto, en el proceso de aprendizaje es importante que la escuela conozca cuáles son las ideas previas de los alumnos para que, a partir de ellas, la enseñanza tenga su punto de inicio y sean modificadas progresivamente a través del nuevo conocimiento; si esto no sucede, entonces se puede proporcionar la coexistencia en los alumnos de dos sistemas explicativos paralelos: uno que será utilizado en situaciones escolares y otro que resurgirá con tenacidad cuando la situación sea menos “escolar” (Giordan,1987; Flores, 1994). El conocimiento de las características de las ideas previas en diferentes áreas de aprendizaje ha ayudado a facilitar el trabajo de los maestros en la enseñanza de las ciencias con el fin de favorecer y propiciar un cambio conceptual 1 en los alumnos; por ejemplo, ayudan al profesor a saber desde dónde partir en su enseñanza para determinar las posibles dificultades a enfrentar a lo largo del curso. En ese sentido, Giordan (1987) considera que las concepciones alternativas deben servir como indicadores que permitan al profesor autorregular la práctica pedagógica dependiendo de los problemas planteados y los objetivos a conseguir. En la comprensión de textos científicos el estudiante debe actuar intencionalmente y poner en juego habilidades y conocimientos previos sobre el contenido del texto, esto es: debe realizar inferencias, representaciones mentales, elaboraciones, etc., sobre lo que está leyendo. De esta manera, la comprensión de este tipo de textos consistiría en la reelaboración de los conocimientos integrados con los conocimientos previos (Macías y Maturano, 1999). 1 Entre algunas posiciones para Carey y Spelke (en Hirschfeld y Gelman, 2002a ) el cambio conceptual “consiste en diferenciaciones conceptuales tales que el concepto madre no desempeña ningún papel en las teorías subsiguientes y se crean nuevas categorías ontológicas. Implica un cambio en los principios básicos que definen las entidades propias del dominio y gobiernan el razonamiento acerca de esas entidades. Conducen a la aparición de nuevos principios, inconmensurables con los viejos, que exploran el mundo en sitios diferentes” (p.257). Ideas previas 10 Características de las Ideas Previas Algunas características relevantes son (Flores, 2004): • Los estudiantes llegan a las clases de ciencia con un conjunto diverso de ideas previas relacionadas con fenómenos y conceptos científicos. • Las ideas previas de los estudiantes se encuentran presentes de manera semejante en diversas edades, género y culturas. • Las ideas previas son de carácter implícito, esto es, en la mayoría de los casos los estudiantes no llevan a cabo una "toma de conciencia" de sus ideas y explicaciones. • Las ideas previas que corresponden a conceptos y no a eventos, se encuentran, por lo general, indiferenciadas, es decir, presentan confusiones cuando son aplicadas a situaciones específicas. (Un ejemplo de este caso son las ideas previas en torno a los conceptos de presión y fuerza). • Las ideas previas son generadas a partir de procesos donde los cambios son muy evidentes, mientras que los aspectos estáticos pasan, usualmente, desapercibidos. • Buena parte de las ideas previas son elaboradas a partir de un razonamiento causal directo, en el cual, el cambio en un efecto es directamente proporcional al cambio en su causa. • Las ideas previas en un mismo alumno pueden ser contradictorias cuando se aplican a contextos diferentes (por ejemplo aire y agua). • Las ideas previas no se modifican por medio de la enseñanza tradicional de la ciencia. • Las ideas previas guardan ciertas semejanzas con ideas que se han presentado en la historia de la ciencia. • Los orígenes de las ideas previas se encuentran en las experiencias de los sujetos con relación a fenómenos cotidianos, en la correspondencia de interpretación con sus pares y en la enseñanza que se ha recibido en la escuela. • Los profesores, frecuentemente, comparten las ideas previas de los alumnos. Ideas previas 11 • Las ideas previas interfieren con lo que se enseña en la escuela teniendo como resultado que el aprendizaje sea deficiente, con importante pérdida de coherencia. • Es posible modificar las ideas previas por medio de estrategias orientadas al cambio conceptual Las ideas previas no se han considerado como un fin en la investigación educativa en sí mismas, sino que su estudio se ha dirigido más bien al rol que juegan en el aprendizaje de teorías y conceptos científicos y en el proceso de cambio conceptual. Respecto a éste último las investigaciones tienden a situarse en dos campos: las que sostienen que el desarrollo del conocimiento de la ciencia en los niños, como un fenómeno de desarrollo y de aula, es muy similar a los procesos de cambio teórico en la ciencia (Smith y cols., 1997; Carey y Spelke, en Hirschfeld y Gelman, 2002a; Gopnik y Wellman, Hirschfeld y Gelman,2002b) y, por otro lado, están las que respaldan una visión del conocimiento mucho más ceñida al contexto y a una visión del cambio conceptual en consecuencia más progresivo y mensurable (Driver y cols., 1985; Stavy, 1990; Gallegos y cols.,1994; diSessa, 1993; Palmer, 1999; Southerland y cols.,2001). Respecto al primer campo tenemos principalmente las aportaciones de Susan Carey (en diSessa y Sherin, 1998) quien hace un repaso de dos fuentes de literatura: la primera inicia con la discusión de la literatura respecto al cambio de novato a experto respecto al aprendizaje de la física. Describe cómo algunos conceptos erróneos del alumno son reemplazados por creencias más expertas. Por ejemplo, el concepto erróneo “no hay movimiento sin una fuerza” sería reemplazado por la creencia experta “no hay aceleración sin una fuerza”. El cambio aquí se debería entender como un cambio en las relaciones entre los conceptos que aparecen en estas creencias. Conceptos como fuerza, movimiento y aceleración permanecerían sin cambios en el camino de novato a experto: simplemente estarían relacionados en nuevas formas. Los estudiantes generan nuevas creencias y siguen a aquellas que son un tipo de relación. Pero estas creencias serían creencias acerca de los mismos conceptos. En segundo lugar Susan Carey y Elizabeth Spelke (en Hirschfeld y Gelman, 2002a) revisan la historia de la ciencia, relacionada con los trabajos de Thomas Kuhn, Pierre Duhem, Nersessian N.J., entre otros. El punto central aquí es la correspondencia que se hace entre las ideas de los niños y las de los antiguos científicos asociadas a la noción de cambios revolucionarios de paradigmas. Es decir, se trazan paralelismos explícitos entre las revoluciones científicas de algunos científicos antiguosy el cambio conceptual de los estudiantes. Carey y Spelke hacen una descripción de las reflexiones formales que ayudaron a Ideas previas 12 científicos como Maxwell y Galileo en el proceso de cambio conceptual. Los mecanismos del cambio conceptual que presentan son correspondencias entre dominios, analogías físicas, experimentos mentales y análisis de casos límite. Un ejemplo de los últimos dos mecanismos es el famoso experimento mental de Galileo que demostró que los objetos más pesados no caen más rápido que los más livianos: “Galileo imaginó dos objetos, uno grande y pesado y otro pequeño y liviano, ambos en caída libre. Según la física aristotélica y escolástica el objeto más pesado debía caer más rápido. Galileo imaginó entonces a ambos objetos unidos por una varilla extremadamente fina, conformando un objeto compuesto. Este experimento mental sugiere dos resultados contradictorios: 1) que el objeto compuesto es todavía más pesado y que, por lo tanto, debe caer aún más rápido y 2) que la menor velocidad del objeto pequeño dificulta la velocidad del objeto más grande, por lo cual el objeto compuesto ¡debe caer más lentamente!. Para resolver esta contradicción, Galileo prosiguió con la construcción de un análisis de caso límite respecto del medio en el cual los objetos caen. Llegó a la conclusión de que en el vacío todos los objetos caen a la misma velocidad. Este experimento mental y el análisis de un caso límite desempeñaron un papel importante en la construcción de una concepción diferenciada y detallada del peso” (Carey y Spelke, en Hirschfeld y Gelman, 2002a, p.262). Por su parte, Gopnik y Wellman (en Hirschfeld y Gelman, 2002b) plantean que las concepciones que tienen de la mente los niños pequeños son teorías implícitas y que cambios en estas concepciones, son cambios en la teoría. Según la hipótesis del planteamiento conocido como “la teoría de la teoría” existen profundas semejanzas entre los mecanismos cognitivos subyacentes comprometidos en las tareas epistemológicas propias de la infancia y propias de la ciencia. Así, Gopnik y Wellman consideran que el avance de la ciencia refleja ciertos procesos fundamentales de cambio conceptual que se pueden observar en los niños muy pequeños. Por otro lado, algunos científicos cognitivos asumen que el pensamiento del mundo de los niños está organizado en dominios coherentes (Carey y Spelke, en Hirschfeld y Gelman, 2002a; Smith y cols.,1997; Gelman y cols., en Hirschfeld y Gelman 2002b; Keil, citado en Carey y Spelke, en Hirschfeld y Gelman, 2002a). Se plantea que desde muy temprana edad los niños tienen principios muy claros que les permiten identificar entidades importantes en estos dominios. Bajo esta perspectiva las teorías de sentido común de los niños, a pesar de no ser Ideas previas 13 mantenidas concientemente, manipuladas y construidas como teorías científicas, son teorías en tres aspectos (Smith y cols., 1997): 1. Soportan la realización de distinciones ontológicas importantes 2. Poseen principios y conceptos interrelacionados y coherentes 3. Dan a los niños diferentes formas de explicar fenómenos causales de diversos fenómenos físicos, psicológicos, biológicos, etc. Como las teorías científicas las teorías de sentido común son sistemas dinámicos de evolución de ideas que ayudan a los niños a explicar los problemas centrales al dominio y son susceptibles a la revisión y al cambio conceptual profundo (Smith y cols.,1997). En síntesis diríamos que desde los planteamientos anteriores las ideas previas de los niños sobre fenómenos científicos son considerados, en su estructura interna, como teorías coherentes y generales y que el cambio conceptual consiste principalmente en un proceso de cambio de teórico debido a la acumulación del saber en disciplinas específicas, además de describir las características de los conceptos que cambian en el proceso. Los postulados y hallazgos de diversos investigadores de este primer campo han contribuido de manera importante a la enseñanza de las ciencias. Por ejemplo, se han realizado currículos utilizando algunos de los mecanismos ya mencionados para inducir al cambio conceptual (véase por ejemplo el trabajo de Smith y cols., 1997, para enseñar aspectos relacionados con materia y densidad). Sin embargo, algunos postulados de este primer campo también han tenido algunas dificultades. Por ejemplo, respecto al pensamiento teórico de los niños, Paul Harris (en Hirschfeld y Gelman, 2002b) sostiene que existen semejanzas y profundas diferencias entre el pensamiento habitual de los niños y el de los científicos, ya que en ambos la teoría no guía su pensamiento y descarta que los niños piensen en términos teóricos. Asimismo, diSessa y Sherin (1998) describen algunas dificultades del modelo de cambio conceptual presentado por Carey y Spelke y otros autores. diSessa y Sherin reflexionan sobre qué es un “concepto”, qué es lo que en realidad cambia en el cambio conceptual y cómo ha sido abordado el asunto por distintos investigadores. De esta manera, llegamos a las aportaciones que se ubican en el segundo campo: aquellas que no ven a las ideas previas de los estudiantes como de tipo teórico. Autores como diSessa y Sherin (1998), Ruth Stavy (1990), Palmer (1999), Gallegos y cols. (1994), Rosalind Driver (1985) entre otros, no comparten la opinión que las ideas ingenuas de los estudiantes sobre fenómenos científicos tengan alguna coherencia, sistematicidad y generalización propias de una teoría, sino que han dado mayor importancia a las diversas Ideas previas 14 concepciones que los alumnos emplean en una misma área de acuerdo a las características del contexto y materiales utilizados. Las características del contexto de las tareas parecen influir en el uso conceptual coherente de los escolares e incluso éstos utilizan diferentes contextos para responder a fenómenos paralelos (véase las diferentes tareas sobre aspectos relacionados con materia utilizadas por Driver y cols., 1985). Por ejemplo, Palmer (1999) describe que diferentes autores han encontrado que las ideas de los estudiantes acerca de “combustión” tienden a cambiar de acuerdo al tipo de material que es quemado, o que las concepciones sobre “volumen” estaban influidas por factores como el tipo de materia, sus formas y su masa o que las ideas sobre “fuerza de movimiento” estaban influidas por las características del cuerpo en movimiento y, en particular, por su forma, peso y función. Estos hallazgos sugieren que la comprensión de diferentes temas científicos por parte de los escolares está fragmentada y no posee las características de una teoría. No obstante, como ésta las teorías de sentido común tienen sus propios principios. Sin embargo, las características de estas últimas contrastan en gran manera con las características de las primeras. Para algunos autores las teorías científicas “postulan constructos teóricos: entidades, eventos o fuerzas abstractas: proveen explicaciones causales que dan cuenta de fenómenos que constituyen evidencias” (Gopnik y Wellam, en Hirschfeld y Gelman, 2002b, p.17). Tienen además una estructura definida. Los constructos teóricos se refieren a un conjunto de entidades extraídas de los fenómenos visibles y subyacen a estos, están diseñados para explicar esos fenómenos empíricos y no sólo para tipificarlos o generalizarlos. Una teoría tiene entre otras características (Gopnik y Wellam, en Hirschfeld y Gelman, 2002b): • Son coherentes: las entidades teóricas y los términos que postulan están estrecha y “legalmente” relacionados entre sí. Así, los cambios en una parte de la teoría tienen consecuencias para las otras partes. • Predicción: predice acerca de una amplia variedad de evidencias, incluso aquellas evidencias que no estuvieron o tuvieron un papel en la construcción de la teoría inicial. Permitepredecir adecuadamente eventos futuros que se pueden describir como evidencias. Las teorías van más allá de la evidencia, nunca son completamente correctas de tal manera que las predicciones pueden ser falseadas. En algunos casos, la teoría no hará ninguna predicción, en otros una teoría puede tener menos poder predictivo, ya que la profundidad y la fuerza explicativas no siempre garantizan predicciones adecuadas. • Interpretación: las teorías producen descripciones, tipologías, generalizaciones de la evidencia y aportan interpretaciones acerca de ellas. Ideas previas 15 La descripción de algunas características de la teoría científica desde el punto de vista psicológico nos es útil para comprender mejor aspectos relacionados con las teorías intuitivas y la estructura de los primitivos fenomenológicos o, en corto, “p-prims” (por sus siglas en inglés de phenomenological primitives) que son “abstracciones mínimas de experiencias comunes que se toman como relativamente primitivos ya que por lo general no necesitan explicaciones. Sencillamente suceden” (diSessa, 1988, p.52).Veamos. En el mundo interactuamos con objetos, animales y otras personas. Estos entes tienen un rol importante en nuestra vida: ser incapaces de reconocer un principio, un león hambriento o un esposo celoso puede tener consecuencias negativas importantes sobre la salud biológica (Boyer, 2002). Es ahí donde la complejidad de la mente tiene un papel importante porque registra eventos y consecuencias del mundo que nos rodea a través de la generación de teorías intuitivas de los hechos a fin de explicar y tratar de comprender tales entes. De acuerdo al diccionario Aristos 3 intuición es la capacidad humana de aprehender la realidad, como una percepción clara e instantánea de una idea o verdad tal y como si la tuviéramos a la vista. La mente, sin embargo, no puede ni trata de explicarlo todo, más bien dispone de complejos mecanismos que le ayudan en esta tarea. Sus procesos explicativos son “selectivos” ya que la mente no usa cualquier información disponible para explicar algo: no tratamos de interpretar el estado emocional de una computadora, suponemos que las plantas se secaron y murieron porque no fueron regadas pero no porque estaban deprimidas y no pensamos que un animal brincó porque lo empujó el viento. Así, reservamos las causas físicas para los hechos mecánicos, las causas biológicas para los ciclos de crecimiento y descomposición y las causas psicológicas para las emociones y las conductas (Boyer, 2002). Dado que el mundo es un lugar muy diverso, la mente está equipada con diferentes tipos de intuiciones y de lógicas apropiadas para una sección de la realidad. A estas formas de saber se les han llamado “sistemas”, “módulos”, “posturas”, “facultades”, “órganos mentales”, “inteligencias múltiples” y “motores del razonamiento” (Pinker, 20032), “mecanismos explicativos especializados o sistemas especializados de inferencia” (Boyer, 2002), aparecen pronto en la vida, están en la mayoría de las personas y parece que se procesan en conjuntos de redes en partes distintas del cerebro. Cada facultad se basa en una intuición nuclear que fue adecuada para analizar el mundo en el que evolucionamos. 2Los diversos nombres acuñados a las formas de saber pertenecen a diferentes autores como Caramazza, Shelton, Gallistel, Gardner, Hirschfeld y Gelman, Keil, Pinker, Tooby y Cosmides. Ideas previas 16 Entre la lista provisional de facultades cognitivas, así como de las intuiciones primordiales en que se basan tenemos (Pinker, 20033): -Una física intuitiva, que empleamos para seguir la pista de cómo caen los objetos, cómo se balancean y se doblan. Su intuición primordial es el concepto de objeto, que ocupa un lugar, existe durante un espacio continuo de tiempo, y sigue las leyes del movimiento y la fuerza. No son las leyes de Newton, sino algo más parecido a la idea medieval de ímpetu, un “impulso” que mantiene en movimiento a un objeto y que poco a poco se desvanece. - Una versión intuitiva de la biología o historia natural que usamos para comprender el mundo. Su intuición primordial es que los seres vivos albergan una esencia oculta que les da su forma y sus poderes e impulsa su crecimiento y sus funciones corporales. La biología intuitiva empieza con la idea de una esencia invisible que reside en los seres vivos y que les da su forma y poderes. Estas creencias esencialistas aparecen en la primera infancia, y en las culturas tradicionales dominan el razonamiento sobre las plantas y los animales. Por ejemplo, los niños preescolares creen que con una operación se puede transformar una mofeta en un mapache. A los nueve años creen que el animal que resultaría de esta operación sería una mofeta con aspecto de mapache. Los preescolares no creen que todo lo que se parece a un mapache es un mapache. Una mofeta disfrazada de mapache es considerada una mofeta4. Las intuiciones suelen ayudar a deducir a niños pequeños que un mapache que se parece a una mofeta tendrá crías de mapache, o que si se toma una semilla de una manzana y se siembra junto a las flores de una maceta producirá un manzano, o que el comportamiento de un animal depende de su modo de ser, no de su aspecto. No obstante, el esencialismo puede inducir a errores. Por ejemplo, los niños creen de manera errónea que el hijo de unos padres anglohablantes hablará inglés aunque se críe en una familia en que se hable francés o que los chicos tendrán el pelo corto y las chicas llevarán vestido aunque no se críen con ningún otro miembro de su sexo de quien puedan aprender esos hábitos. La física intuitiva nos ayuda a comprender el comportamiento de los objetos físicos en el mundo físico. Por ejemplo, si vemos una bolsa de papas fritas en el extremo de una mesa y de 3La física intuitiva son trabajos de Elizabeth Spelke; y la biología intuitiva es una descripción del trabajo de diferentes autores como Scott Atran, Susan A. Gelman, John D. Coley, Gail M. Gottfried y Frank Keil; Pinker hace también una descripción de otras facultades cognitivas como un sentido numérico, una economía intuitiva, la ingeniería intuitiva, la psicolgía intuitiva, un sentido espacial, etc., a partir de trabajos de autores como Leda Cosmides, John Tooby, etc. 4Este estudio de transformación es de Frank Kiel, 1989 citado en Carey y Spelke (en Hirschfeld y Gelman,2002a) Ideas previas 17 pronto por sí sola empieza a moverse hacia el otro extremo de la mesa, rápidamente pensamos que ahí debe haber algún truco que hace eso posible ya que nuestra intuición nos dice que es imposible que un cuerpo sólido se mueva por sí solo, a menos que algo o alguien también sólido lo haga, como una persona escondida que tire la bolsa con un hilo transparente; o cuando vemos a dos personas despistadas que se acercan en la misma dirección esperamos que ambas choquen y no que una traspase a la otra porque ambos son objetos sólidos que, cuando sus trayectorias se cruzan, chocan. Los eventos físicos no son sólo un incidente tras otro, casi siempre existen causas y efectos, pero nosotros no podemos ver una causa, lo que vemos son eventos y la mente interpreta su secuencia como causa más efecto. Así, parece que no es tan complicado explicar y entender cómo los objetos se mueven cuando se les empuja, qué pasa cuando chocan entre sí, por qué un objeto caerá si no hay nada que lo detenga, etc. Por ejemplo, si se deja caer un objeto, se espera que caiga en trayectoria vertical, si se lanza una pelota contra la pared, se esperaría que rebotara en un ángulo que fuera más o menos simétrico al ángulo en el que pegó en la pared, si se lanza una pelota hacia arriba tan fuerte como se pueda, se esperaría que volará más alto y más rápido que si sólo sele da un empujoncito además, claro, de esperar que regrese (Boyer, 2002). La física intuitiva se basa, como la física científica, en principios que reciben una descripción específica de los objetos que se encuentran alrededor y de cómo se mueven produciendo expectativas de lo que pueda ocurrir. Sin embargo, no somos conscientes de que tengamos tales expectativas y éstas sólo se manifiestan cuando algún aspecto de la realidad física viola tales principios, como cuando el mago David Copperfield detiene con sus dientes una bala que es disparada por una pistola. De esta manera, nos formamos ciertas expectativas de la física de los objetos, como con las dos personas despistadas que al coincidir sus trayectorias no nos sorprendió que hubieran chocado, pero si una traspasaba a la otra, ¡nos habría sorprendido en gran manera!. Como se ve, desde los planteamientos anteriores se ha propuesto que para comprender ciertos eventos que ocurren a nuestro alrededor, la gente acude a teorías intuitivas o teorías de sentido común las cuales “no incluyen los conocimientos detallados, explícitos y formales que posee un doctor en física o biología” (Gelman y cols., en Hirschfeld y Gelman, 2002b, p.130). Así, se dice que a pesar de que las personas tengan cierta comprensión de un principio teórico, probablemente tendrá problemas para explicar ese principio de manera explícita (Gelman y cols. en Hirschfeld y Gelman, 2002b), además raramente las personas comunes formulan hipótesis y hacen experimentos para comprobarlas. Las teorías intuitivas contrastan con las teorías científicas ya que la gente común por lo general da explicaciones fenomenológicas superficiales para explicar algún fenómeno, mientras Ideas previas 18 que un científico lo haría apoyándose en una serie de ideas teóricas aunque nunca deje de lado sus explicaciones intuitivas. Por ejemplo, Lewis y Linn (2003) investigaron algunas ideas intuitivas de adolescentes, adultos y expertos sobre energía y temperatura y encontraron que algunas explicaciones dadas por los expertos no se diferenciaban de las dadas por los dos primeros grupos. Algunos expertos (5 químicos y 3 físicos) no pudieron diferenciar energía calorífica y temperatura; otros dieron ejemplos pero no pudieron expresar la diferencia de manera general (véase también los hallazgos entre expertos y novatos de Smith y cols.,1993). Gelman y cols. (en Hirschfeld y Gelman, 2002b) señalan que el pensamiento del adulto tiene un estilo teórico porque apela a leyes causales dominio-específico cuando se piensa por ejemplo, que si una bolita choca con otra la hará moverse, cuando se cree que si se lanza un guijarro desde la altura, caerá, que si lanzamos dos objetos desde una altura, el más pesado llegará al suelo primero, etc. Estas relaciones causa-efecto operan sobre objetos del mundo físico y para explicarlas la gente inventa constructos poderosos y no observables. Así, por medio de la interacción con los objetos del mundo físico al lanzar un objeto al cielo y ver como cae, o al experimentar que si “sólo” al hacer contacto con un objeto, éste se moverá, etc., formulamos explicaciones acudiendo a constructos como la gravedad, la fuerza, la velocidad, etc., para explicar eventos que no son visibles ni fáciles de medir, pero que sin embargo los podemos ver (Gelman y cols. en Hirschfeld y Gelman, 2002b). Retomando al campo donde no se consideran las ideas intuitivas como de corte teórico, diSessa (2000) propone llamar al conocimiento ingenuo o de sentido común como conocimiento intuitivo en vez de teorías intuitivas ya que éste difiere mucho en su coherencia en la aplicación de un fenómeno de acuerdo a las influencias de las características del contexto. En algunas teorías intuitivas respecto a fenómenos físicos la explicación, predicción e interpretación, en primera instancia, no tendrían que variar en gran medida independientemente de los contextos en que se apliquen. Por ejemplo: imaginemos que sostenemos una piedra en el balcón del sexto piso de un edificio y pedimos a la gente la predicción de lo que sucederá si la dejamos de sostener. La mayoría dirá que la piedra, “obviamente,” llegará al suelo debido a la gravedad. Ahora imaginemos que en el mismo piso del edificio tenemos una botella de vidrio sellada con un corcho. Sin embargo, es una botella especial porque en un extremo superior hay una delgada manguera plástica que sale del interior de la botella y termina fuera en una jeringa. En el interior de la botella también hay un globo de plástico inflado sobre el piso. Ahora pedimos la predicción a la gente sobre lo que sucedería con el globo si quitáramos, con la ayuda de la jeringa y el tubo de plástico, todo el aire del interior de la botella generando así un espacio vacío. En la mayoría de los casos mucha gente predice que el globo no permanecerá en el piso de la botella sino que más bien flotará debido a que no hay aire “como sucede en el espacio Ideas previas 19 con los astronautas”. Pero como el edificio se encuentra en la Tierra y las leyes de la gravedad actúan sobre todo objeto físico, ésta atraerá a la piedra y al globo hacia abajo independientemente del contexto: un espacio con aire y otro sin aire. A pesar de que todo el mundo conoce este principio gravitatorio básico, muchos no pueden generalizarlo y aplicarlo en un contexto diferente como un espacio vacío situado en la Tierra. Como en el ejemplo anterior, la mayoría de las veces, los razonamientos, ideas y explicaciones que la gente tiene sobre ciertos eventos físicos no coinciden con aquellos que la física científica aplica para explicarlos. Por tanto, diSessa (2000) define al conocimiento intuitivo como “un conjunto de modos de saber que están más allá de los conocimientos estereotipados que se han institucionalizado culturalmente en la escuela e incluso en el sentido común” (p.71). Además, los conceptos físicos formales contrastan con los conocimientos intuitivos y las teorías físicas con las teorías intuitivas de la gente sobre determinados fenómenos físicos. Al conocimiento intuitivo sobre sucesos físicos diSessa (1988) le da el nombre de física intuitiva que se refiere a “un conjunto fragmentado de ideas vagamente conectadas y reforzadas que no poseen la coherencia y la sistematicidad que se les atribuye a las teorías” (p.50). Esos fragmentos sobre determinado fenómeno físico son ricos, diversos, generativos, inarticulados, erróneos o correctos, flexibles, no conectan muy bien con el lenguaje (diSessa, 2000) y constituyen un sistema fundamentalmente fragmentado de conocimiento. Dichos fragmentos se conocen como primitivos fenomenológicos o p-prims y son parte central de la “teoría del conocimiento fragmentado” de diSessa (1993). Los p-prims son resultado de la experiencia con el mundo físico y pueden contradecirse uno a otro dependiendo de las características del contexto en que sean activados y aplicados de manera automática, consciente o inconscientemente a fin de responder a un fenómeno específico. Con base en los p-prims el alumno puede dar incluso diferentes tipos de explicaciones en respuesta a un solo fenómeno. Así, los p-prims son considerados como la base sobre la cual los alumnos dan sentido a una situación, sería algo así como unos lentes a través de los cuales emerge la interpretación del estudiante. Los p-prims también tienen un rol explicativo importante porque permiten al escolar interpretar sus experiencias. Sin embargo, los p-prims en sí mismos no son explicativos, incluso para el estudiante no es necesario explicarlos porque para ellos “así suceden las cosas”, tal y como operan con presunciones implícitas sobre cómo trabaja el mundo físico y las relaciones causa-efecto. Las explicaciones ingenuas no son entendidas como una reflexión de teorías coherentes, sino como construcciones espontáneas como resultado de la activaciónde los p-prims ante un evento específico. El sistema de conocimiento tiene una organización débil por lo que las justificaciones de los estudiantes por lo general carecen de profundidad y sus respuestas pueden parecer, por lo general, “ad hoc” en naturaleza. Así, desde la perspectiva Ideas previas 20 anterior, las ideas espontáneas de los estudiantes no son caracterizadas como teorías sistemáticas sino como conjunto de explicaciones ad hoc. “diSessa sostiene que no existen ni un único principio organizador ni un conjunto de principios que den origen a las explicaciones físicas ingenuas. Esas explicaciones surgen de un conjunto de p-prims que aparecen como respuestas a situaciones específicas” (Resnick, en Hirschfeld y Gelman, 2002b, p.316). En la enseñanza de las ciencias han sido muchas las investigaciones, bajo diferentes perspectivas teóricas, que se han dirigido hacia la epistemología del conocimiento de la física. La epistemología o teoría del conocimiento “da cuenta de los fundamentos de los conceptos y de las teorías científicas que ofrece la explicación de la ciencia, de sus cómos y sus porqués” (García, 2003, p.43). Da cuenta de los fundamentos y métodos del conocimiento científico. Etimológicamente, epistemología significa transparente: pistemos del griego conocimiento y logos es el sufijo común para estudio de (diSessa, en diSessa y cols., 1995). Una de estas perspectivas es la teoría del conocimiento en fragmentos de diSessa (1993). No obstante la biología también ha realizado algunas aportaciones con base en el planteamiento teórico de diSessa (Gallegos y cols., 1994; Southerland y cols., 2001). A la luz de los resultados relacionados con cadenas alimenticias descritos en el capítulo dos de esta obra, muchos datos revelan que las explicaciones de los estudiantes cambian, no son coherentes, sistemáticas, generales, etc., en relación de ciertos aspectos específicos de la tarea, creemos que las ideas de los niños respecto a dicho tema no son de estilo teórico por lo que hemos decidido trabajar bajo la perspectiva teórica del conocimiento en fragmentos de diSessa (1993) que exponemos a continuación. 21 TEORÍA DEL CONOCIMIENTO EN FRAGMENTOS De acuerdo a diSessa (1983) la ingenua comprensión del mundo físico constituye un rico sistema de conocimiento: “el sistema como un todo está organizado débilmente y expuesto a un conjunto de coacciones incluyendo una carencia relativa de profundidad en una estructura justificadora y una incapacidad para resolver conflictos sobre la base del conocimiento dentro del sistema” (diSessa, 1993, p.105). Antes de iniciar la educación formal en física los estudiantes ya poseen una rica y flexible causalidad para entender física. diSessa (1983, 1993) llama a esa causalidad ingenuo “sentido de mecanismo”. En breve, para diSessa la ingenua causalidad física consiste en un rico sistema de elementos que están organizados sólo en un grado limitado. Dichos elementos, llamados primitivos fenomenológico o p-prims, en sí mismos son “abstracciones relativamente simples y usualmente abstraídas de experiencias comunes” (diSessa y Sherin, 1998, p.1177). Por ejemplo, la gente espera que un gran éxito esté acompañado por grandes resultados, o que al empujar más fuerte y las cosas vayan más rápido. Los p-prims coordinan y son especialmente prominentes en etapas tempranas de aprendizaje. Como se mencionó, las propiedades de los p-prims, tales como su simplicidad individual, su gran cantidad, su organización limitada y su naturaleza fenomenológica, contrastan en gran medida con lo que usualmente concebimos como propiedades de teorías (diSessa y Sherin, 1998). El ingenuo “sentido de mecanismo” es la red causal que usan los principiantes en su camino hacia la comprensión de conceptos físicos. Según diSessa y Sherin (1998) existen diversas redes causales (viejas o nuevas) las cuales tienen características propias, sufren cambios, tienen alteraciones y reorganizaciones, etc. El objetivo de la teoría del conocimiento en fragmentos de diSessa es comprender el ingenuo “sentido de mecanismo” que implica el sentido común, las predicciones, explicaciones y juicios de creencia respecto a situaciones mecánicamente causales. Según diSessa (1993), el sentido intuitivo del mecanismo: • se adquiere de manera gradual sobre cómo funcionan las cosas, qué serie de eventos son necesarios, probables, posibles o imposibles. • tiene la función de control del mundo físico, describir causalidades (qué eventos por lo general siguen a otros y por qué es así). • es el conocimiento que nos provee con la capacidad de evaluar la probabilidad de diferentes eventos basados en la generalización acerca de lo que puede o no puede pasar, hacer predicciones y dar descripciones causales y explicaciones. Teoría del conocimiento en fragmentos 22 • involucra diversos y difusos juicios e impresiones. • como término es utilizado para enfatizar que el cuadro que se dibuja de la causalidad humana es dramáticamente diferente de muchas otras caracterizaciones. • una alternativa y simple descripción sería causalidad, qué eventos regularmente siguen a otros. Para estudiar el sentido humano del mecanismo físico diSessa (1993) se centra en la identificación y el análisis de elementos o fragmentos específicos de conocimiento, es decir, en los primitivos fenomenológicos. Éstos son fenomenológicos en el sentido de que frecuentemente se originan en interpretaciones casi superficiales de la realidad experimentada y porque una vez establecidos forman un rico vocabulario a través del cual la gente recuerda e interpreta sus experiencias, es lo sencillamente evidente a nuestra experiencia con el mundo físico, y son primitivos porque son explicativos en sí mismos y son usados como si no necesitaran justificación; es decir, son evidentes, no se pueden separar o explicar. Lo primitivo también implica que son elementos primitivos de un mecanismo cognitivo, como elementos mínimos de memoria que son evocados como un todo y que quizás son atómicos y aislados en una estructura mental. Los p-prims son parte de un sistema cognitivo, más no de uno científico-teórico o axiomático. Son una estructura hipotética de conocimiento (diSessa, 1993, 2002). En pocas palabras, la comprensión intuitiva del mundo físico, es decir, la rica y flexible comprensión física de causalidad llamada ingenuo “sentido de mecanismo” está formado por un sistema de elementos llamados primitivos fenomenológicos que están organizados sólo en un nivel limitado (diSessa y Sherin, 1998). La teoría del conocimiento en fragmentos posee los siguientes aspectos: 1. Elementos: describe el tamaño y el carácter de las estructuras de conocimiento involucradas. Las ideas, categorías, conceptos, modelos y teorías son categorías relevantes pero insuficientemente precisas. 2. Mecanismo Cognitivo: proporcionan una imagen de la operación del sistema intuitivo de conocimiento. 3. Desarrollo: se refiere la comprensión de la génesis y el desarrollo del sistema. Aquí, se pretende comprender cómo los elementos y las propiedades del sistema cambian. 4. Sistematicidad: describe el nivel y la clase de relaciones de los elementos en el sistema. Esto incluye descripciones de descomposiciones en subsistemas que están relativamente integradas en sí mismas y también son relativamente independientes de otros subsistemas. Teoría del conocimiento en fragmentos 23 Con base en los cuatro puntos anteriores, a continuación hacemos un resumen de cada uno de ellos (diSessa, 1993): 1. Elementos: los p-prims son pequeñas estructuras de conocimiento; típicamente involucran configuraciones de sólo algunas partes que actúan, en gran medida, por reconocimiento en un sistema físico o en la conducta del sistema o conducta hipotetizada. En algunos casos especialmente importantes los p-primsen sí mismos son conductuales o necesariamente implican conducta, la cual les permite fungir roles importantes en la explicación de un fenómeno físico. Los p-prims de esta clase serían explicativos en sí mismos: algo sucede porque esa es la manera en que son las cosas. En estos casos, los p-pims llegan a ser el equivalente intuitivo de las leyes físicas: podrían explicar otros fenómenos pero en sí mismos no son explicativos en el sistema de conocimiento. En este sentido, lo fenomenológico y primitivo de los fragmentos de conocimiento, como ya se describió, explican estos últimos aspectos. 2. Mecanismos cognitivos: en gran parte los p-prims actúan al ser reconocidos. Esto no necesariamente implica que los p-prims se pueden ver, significa que son identificados por medio de un estado activo sobre la base de configuraciones percibidas que, en sí mismas, son estructuras de conocimiento previamente activadas. El reconocimiento de los p-prims ocurriría en capas: en el parte superior están las ideas relativamente conscientes y conceptos que involucran y son activadas por elementos de un nivel más bajos, abajo hacia esquemas sensoriales u otro nivel bajo, pero en menores aspectos directamente de datos directamente dirigidos del estado interno. En este modelo los p-prims ocupan niveles medios: no pertenecen a los niveles más inferiores ni al mundo de las ideas o a los denominados conceptos y categorías. La educación debería procurar que los p-prims sean activados en circunstancias apropiadas que por consecuencia ayudarían a activar otros elementos de acuerdo a sus contextos específicos. Para describir la operación y sistematicidad de los p-prims es necesario un modelo más refinado del mecanismo cognitivo que su simple reconocimiento; para esto diSessa (1993) describe la topología local de la red de reconocimiento. La topología está basada en activaciones sucesivas, cuyos elementos activan otros. La forma de transición de un p-prim particular a un estado activo es afectada por otros elementos previamente activados conocida como prioridad de señal. Altas o bajas prioridades de señales indican una conexión más fuerte o más débil entre estructuras que son antecedentes en la secuencia de señal y de su reconocimiento. Una alta prioridad de señal significa que sólo una pequeña, adicional y contingente activación es necesaria sobre el contexto descrito para activar el elemento en cuestión. La activación contingente está proporcionada por otras partes de la red y el contexto debería ser descrito en términos de Teoría del conocimiento en fragmentos 24 elementos particulares, relevantes y activos. La supresión puede ser representada por una prioridad negativa de activación. La prioridad de confiabilidad describe el procesamiento iniciado por la activación de un p-prim que puede más o menos afectar directamente el estado de tal elemento en futuras ocasiones. Esta prioridad describe una potencial retroalimentación que puede reforzar o eliminar la activación inicial. Una alta confiabilidad (con respecto a un contexto específico) significa que es improbable que un p-prim no se active por un proceso subsiguiente. Así, a través de cada experiencia un p-prim se activará automáticamente con posterioridad de acuerdo a su confiabilidad que es modificada “ad-hoc”, es decir, si un fenómeno físico activó un p-prim determinado y la actividad subsecuente de ese fenómeno apoya su confiabilidad, entonces su confiabilidad aumentará. No obstante, la consistencia interna de la confiabilidad de ese p-prim se vería afectada por otro p-prim. En actividades subsecuentes, un p-prim confiable es más probable que sea usado que otro menos confiable. Las prioridades estructuradas se refieren a las dos anteriores. Lo estructurado significa que las prioridades no son globales ya que ellas no proporcionan una clasificación general; más bien, las prioridades están estructuradas acorde al contexto, el estado de elementos "vecinos" de conocimiento. 3. Desarrollo: como se mencionó antes los p-prims se originan de abstracciones mínimas de fenómenos comunes. diSessa (1993) asume que dichos orígenes son comprendidos sin problemas y más bien se centra la “historia de vida” de los p-prims, especialmente en cómo llegan a ser integrados en un pensamiento físico sofisticado. Así, el desarrollo hipotético de una ingenua a una intuición física experta incluiría el siguiente proceso: Primero, el gran conjunto de colección de p-prims carentes de estructuras presentes en el sujeto ingenuo van cambiando hacia el uso de una física escolarizada. Con inestructurado diSessa (1993) quiere decir que los enlaces y la confiabilidad están establecidas sólo en pequeños vecindarios dentro de la red. La prioridad es local y ahí es posible que no haya elementos dominantes o centrales. Durante el proceso de “cambio a la pericia” la prioridad de algunos p-prims llega a ser aumentada o reducida mucho y los contextos de activación podrían emigrar, ampliarse o contrastarse dependiendo de los roles de los nuevos elementos en el desarrollo del sistema de conocimiento físico. Algunos p-prims completamente nuevos son generados cuando el aparato descriptivo del aprendiz cambia para centrarse en diferentes rasgos y configuraciones en el mundo físico. Sin embargo, una revisión más drástica en el sistema de conocimiento intuitivo es el cambio en la función de los p-prims. Éstos no pueden ser por más tiempo explicativos en sí mismos por lo que deben desplazarse hacia estructuras de conocimiento mucho más complejas tales como las leyes físicas. Los p-prims vienen a servir como roles más débiles, como señales heurísticas para estructuras de conocimiento más Teoría del conocimiento en fragmentos 25 formales, o sirven como análisis que trabajan sólo en contextos mucho más particulares que el rango de aplicaciones de las leyes generales o universales de la física. A esta reutilización e integración de estructuras de conocimiento intuitivo dentro de una codificación funcional de pericia diSessa la llama codificación redistribuida. El nombre implica que la codificación de, por ejemplo, una ley física puede ser esparcido sobre muchos elementos intuitivos que juegan algún rol pequeño en la “ley instruida”. Mientras que en algunos casos el conocimiento podría ser “empaquetado” en “bultos” explícitos como fórmulas o preposiciones, invocar tales bultos y desempacar sus significados en contextos de aplicación requeriría un gran número de estructuras especializadas que podrían ser los p-prims. A la par de este cambio en la función de los p-prims desde entidades relativamente aisladas que se explican por sí mismas hacia un sistema más grande, está un cambio estructural sustancial en la red prioritaria. La profundidad, la amplitud y la integración de la red prioritaria del experto marcan un cambio principal de la física intuitiva. La Gráfica 1 ilustra una perspectiva de sistema complejo donde muchos ejemplares de diferentes tipos de conocimiento se desarrollan y llegan a ser reorganizados en el proceso de cambio conceptual. Un “concepto experto” tiene un gran número de diferentes elementos de conocimiento ingenuo (algunos no pertenecen a un “concepto ingenuo”) que va cambiando gradualmente, aumentando con nuevos elementos y organizados dentro de una nueva configuración: Gráfica 1. Diferentes ejemplares de tipos de conocimientos desarrollados y reorganizados en un proceso de cambio conceptual5. 5 “El ‘estado ingenuo’ consiste de un gran número de elementos conceptuales de varios tipos. Tales elementos son modificados y combinados en formas complejas, posiblemente en niveles y dentro de subsistemas que, juntos, constituyen la configuración ‘final’ de un concepto experto” (diSessa, 2002, p.30). A lo anterior diSessa le da el nombre de perspectivade “sistema complejo de conocimiento” de cambio conceptual, o informalmente “ecología conceptual”. La Gráfica 1 fue tomado de diSessa (2002, p.31). Ingenuo Novato Experto Teoría del conocimiento en fragmentos 26 4. Sistematicidad: la siguiente es una lista a priori de clases de sistematicidad: a. Uso mutuo: el mero uso de los p-prims en una sucesión dinámica, o simplemente en grupos relativamente uniformes proporciona una clase de sistematicidad que puede justificar los conjuntos de p-prims, todos siendo subidos o bajados en prioridad simultáneamente. b. Atributos comunes (“vocabulario base” común): si algunos p-prims están implicados en el uso de un vocabulario base común de otros primitivos, entonces éstos entran claramente dentro de una relación particular uno con el otro. Un conjunto específico de atributos quizás proporcione una clase de paquete de utilidad que se utiliza con frecuencia y determina características generales del sistema, tal como la prominencia de clases enteras de fenómenos. c. Plausibilidad mutua: los resultados de episodios particulares de un razonamiento situacional específico pueden acumular una clase de integración. Elementos importantes refuerzan uno a otro o generan nuevos elementos vía episodios específicos de razonamiento. Los silogismos fenomenológicos son una clase de plausibilidad mutua: se podría notar simultáneamente que X implica Y, y Y implica Z, por lo tanto, se codifica que X implica Z. Por ejemplo: las cosas pesadas por lo general se mueven más lento y si algo se mueve más lento generalmente le tomará más tiempo completar un acto. Así, uno podría concluir y codificar por separado que las cosas pesadas necesitan o toman más tiempo para completar un acto. d. Completar: se debería esperar una serie de p-prims de prioridad más baja que enlacen algunos contextos a fin de completar explicaciones para la fenomenología del mundo real que no son cubiertas por expectativas intuitivas más fundamentales. Esta clase incluye excusas sobre el por qué algunos p-prims no funcionan en ciertas circunstancias o por qué algunos fenómenos impredecibles ocurren en la realidad. La fricción y la magia pueden ser invocadas para explicar de otra manera fenómenos inexplicables. e. Abstracción: en las partes densas de la red del conocimiento intuitivo, varios fenómenos pueden ser relacionados teniendo una abstracción en común. En general, las abstracciones comunes deben tener sus propias redes de señal, que se espera se comporten como la disyunción de las pautas de señal de los elementos especializados. Los elementos, el mecanismo cognitivo, el desarrollo y la sistematicidad son ampliamente desarrollados por diSessa en su obra de 1993. Aquí hemos intentado recoger y exponer algunos aspectos importantes para la presente investigación a fin de tener una comprensión básica de la teoría del conocimiento en fragmentos. Aunque diSessa (1993) dio a conocer su Teoría del conocimiento en fragmentos 27 teoría completa hace más de diez años, en nuestro campo ha sido poco difundida. En este sentido, creemos que es importante conocer los cuatro puntos anteriores a fin de que el lector o lectora conozca algunos aspectos sobresalientes dicha teoría. diSessa (1993) obtuvo los datos empíricos para indagar los p-prims por medio de entrevistas realizadas a estudiantes de un curso de física del Massachussetts Institute of Technology (MIT) durante tres años y, para reconocer un p-prim, diSessa (1993) ha establecido diecisiete principios: Principios heurísticos para identificar p-prims 1. Principio de obviedad: algunos eventos físicos son tan familiares que, aparentemente, no presentan problemas cuando son explicados. Es en esos contextos que un p-prim podría estar trabajando. En general los p-prims establecen clases abstractas de acontecimientos no problemáticos. Así, si se ve a los p-prims como la base de acontecimientos comunes, entonces es posible entender las reacciones de los estudiantes a eventos no comunes usando esos mismos p-prims. 2. Principio de impenetrabilidad: los p-prims son relativamente primitivos en un sentido explicativo. Este es el sentido primario de primitivo en un p-prim. Si la gente está satisfecha al dar una explicación afirmando una descripción, probablemente eso indique un p-prim. Sin embargo, a veces la gente también da explicaciones complejas de, por ejemplo, dispositivos usando modelos mentales en un camino más o menos articulado. Tales explicaciones pueden insinuar muchos p-prims a lo largo del camino, pero son improbables de revelar p-prims directamente en la explicación presentada. Este principio está limitado por el hecho de que los p-prims pueden ser frecuentemente sólo primitivos, esto es, alguna certeza puede dirigir al hallazgo de otras explicaciones, otros p-prims, combinaciones de p-prims, o más sistemas macro-explicativos. 3. Principio de diversidad: existen muchos p-prims. Así, heurísticamente, tiene sentido mantener una postura escéptica sobre una unificación. Sin embargo, los p-prims se pueden agrupar en conjuntos. 4. Principio de cobertura: la amplitud de experiencias comunes debe ser cubierta por los p- prims. Este principio permite descubrir nuevas clases de p-prims. Por ejemplo, los p-prims de coacción emergen en consideración de situaciones obvias, tales como por qué un libro descansa confortablemente sobre una mesa; de manera similar, problemas tales como el de una órbita alrededor de un planeta cuadrado inician la consideración de primitivos figurales Teoría del conocimiento en fragmentos 28 como una clase: aquellos que resultan de una atención a la forma espacial, por ejemplo trayectorias. 5. Principio del vocabulario fuerte: los p-prims probablemente se agrupan en áreas de fuerte capacidad de descripción (representacional). De esta manera, los p-prims pueden ser clasificados por dichos vocabularios. Por ejemplo, los primitivos figurales contrastan con los primitivos interactivos: p-prims de observación vs. p-prims de participación. 6. Principio de génesis no problemática: generalmente deben existir eventos comunes en los que un p-prim podría ser usado arquetípicamente y de los cuales puede plausiblemente haber sido extraídos. Esto implica al “vocabulario” disponible para la extracción del p-prim y la disponibilidad de eventos comunes que pueden ser gobernados por el p-prim. La funcionalidad - la invocación de un p-prim es más que simplemente posible, también es probablemente útil- es importante con respecto a la génesis. Este principio está limitado por el hecho de que los p- prims podrían ser extraídos en una clase de situaciones y emigrar a otras. 7. Principio del cuerpo: este es un principio especializado de fuerte vocabulario y continuidad. Probablemente, los p-prims son extraídos en términos internamente evidentes, especialmente en un desarrollo temprano. 8. Principio de funcionalidad: este principio surge de la presunción que el sentido del mecanismo (causalidad intuitiva) evoluciona para que las personas manejen efectivamente el mundo físico. Los p-prims que son “incorrectos” (por estándares escolares) son, muy probablemente, mejor entendidos si están descritos en términos que hacen evidentes contextos de aplicación útil. Esta aplicación debe conformarse con el principio de disponibilidad lista y podría beneficiarse del uso del principio de vocabulario fuerte. 9. Principio de disponibilidad lista: se debe ser capaz de entender cómo un p-prim propuesto aplica a cualquiera de sus situaciones de uso sobre la base de representaciones intuitivas relativamente listas de esas situaciones. Esto depende críticamente del vocabulario, pero también implica análisis de situaciones particulares en aquellos términos. 10. Principio de continuidad: los p-prims evolucionan de conocimientos tempranos de tal manera que dichos conocimientosproporcionan buenas insinuaciones para más tarde. Entender el sendero genético de un p-prim puede ayudar a explicar algunos aspectos de su carácter que de otra manera no son evidentes. Teoría del conocimiento en fragmentos 29 11. Principio de dinámica: la evolución de las explicaciones de los sujetos en una entrevista puede dar información importante sobre p-prims. No sólo las reacciones iniciales o finales son relevantes; las primeras respuestas deben hacer uso de la mayoría del vocabulario disponible, especialmente si son firmes. Generalmente los p-prims de alta prioridad pueden ser evocados, después retractados en una consideración más cercana a los detalles la situación. Más tarde, las descripciones posteriores son indicativos de la certeza en el contexto más que indicativos de una señal directa o sencilla. Los senderos tomados por los sujetos entre las posturas iniciales y finales pueden indicar cuáles características de la situación conducen a los juicios de señal o certeza involucrando p-prims particulares. Adicionalmente, muchas propiedades de sistema están implicadas en tales exploraciones. Por ejemplo, las explicaciones alternativas pueden ayudar al investigador a determinar los aspectos de situaciones atendidas a mostrar riqueza o escasez del conjunto de p-prims que se aplican a un contexto y mostrar consideraciones confiables en la "argumentación competitiva" de los sujetos. En general diSessa (1993) encontró que las primeras respuestas casi nunca agotaban las maneras en que las personas podrían pensar acerca situaciones propuestas. La dinámica era con frecuencia extensa e informativa. 12. Principio de invarianza: este es un principio general que si se consigue una descripción correcta, el p-prim aplicará en todos los contextos implicados. Así, si un p-prim aparece a fin de ser usado en situaciones en las cuales no es evidente su aplicación desde el punto de vista teórico, alguna descripción del p-prim puede estar en orden. De manera similar, si no se observa que un p-prim es utilizado en un contexto en el cual debería, dada su descripción actual, eso indica que hay problemas en la descripción de los p-prims. Este principio es especialmente apto y fuerte para la teoría del conocimiento en fragmentos debido a la importancia y dificultad de conseguir una descripción básica de p-prims correctos. 13. Principio de diversa evidencia: diferentes problemas en los cuales un p-prim es usado triangula sobre sus propiedades. Este principio es, a veces, difícil de aplicar a un p-prim debido a que la diversidad del sistema de conocimiento hace difícil crear nuevas situaciones que claramente implican un p-prim diana. 14. Principio de redescripción: en sistemas dispersos de conocimiento es importante y difícil conseguir el marco descriptivo correcto. El vocabulario de sentido común y caracterizaciones intuitivamente listas rara vez bastan. Así, la sintonía y la argumentación competitiva con respecto a múltiples descripciones de un p-prim pueden optimizar coherencia con otros principios. Teoría del conocimiento en fragmentos 30 15. Principio de rescate de datos: el sentido humano del mecanismo físico está hipotetizado para aplicar en casi todos los contextos físicos familiares y no familiares. Aunque éstos no pueden ser ideales para análisis, las predicciones y explicaciones hechas por la gente para casi cualquier situación son relevantes para la teoría del conocimiento en fragmentos. Por ejemplo, existen muchos datos de experimentos que, con una reinterpretación, pueden contribuir al análisis de los p-prims. Por ejemplo, muchos datos de los libros de Piaget pueden ser de gran ayuda. 16. Principio de discrepancia: cuando la gente da explicaciones o muestra expectativas no físicas existe una buena oportunidad para descubrir las raíces explicativas en p-prims; los p- prims deben cubrir casos ordinarios, deben ser extraídos plausiblemente de experiencias disponibles y deben ser útiles para los individuos. 17. Principio de contenido sobre la forma: los p-prims son análisis de base-contenido. Esta visión de la causalidad humana implícitamente niega que mienta en algunos pequeños conjuntos de formas universales, en analogías, o en la aplicación de mapeos de juicio por un criterio puramente estructural. Así, los p-prims no se pueden quitar de un análisis a favor de procesos generales tal como el razonamiento analógico. Para que un p-prim sea válido debe cumplir con la mayoría de los principios anteriores. No obstante, podría ser difícil reconocer p-prims sólo con dichos principios. Para ayudarnos a ello diSessa (2002) describe también las propiedades de los p-prims. Como se mencionó al principio de este capítulo, éstas difieren en gran medida de las propiedades de una teoría científica. Este es el punto principal de la discusión entre los autores de los dos campos que revisamos en la introducción de la presente obra. A continuación hemos hecho un resumen de las propiedades de los p-prims. Propiedades de los p-prims: las siguientes propiedades no son una colección “ad hoc”, son mutuamente dependientes y sugestivas en muchos sentidos. Por ejemplo, el hecho de que los elementos sean pequeños sugiere que son muchos. Éstos están reforzados por el hecho de que los p-prims son relativamente fáciles de generar. La ausencia de articulación va de la mano con la fluidez de datos, etc. (diSessa, 2002): • Son pequeños y monolíticos: los p-prims son pequeños y simples elementos de conocimiento. Son atómicos en el sentido de que son esencialmente evocados siempre Teoría del conocimiento en fragmentos 31 como un todo en contraste a los conceptos científicos que, según diSessa, pueden ser considerados sólo con un análisis de sistema. • Son muchos: existen muchísimos p-prims. La colección total de p-prims muestra algunos ligeros grados de sistematicidad, sin embargo los p-prims forman conjuntos libremente. Éstos no muestran relaciones deductivas, de lo universal a lo particular, o alguna otra sistematicidad típicamente esperada en las teorías. • Trabajan por reconocimiento: la activación y uso de los p-prims se da por reconocimiento de la situación; en algunas son utilizadas y en otras no. • Sentido de naturaleza; juicios de plausibilidad (creíble): la función prototípica lograda por los p-prims es dar un sentido de obviedad y necesidad a los eventos. Por ejemplo, si se empuja algún objeto, no sería sorprendente e incluso se esperaría que el objeto se mueva en dirección del empuje. Un suceso o explicación se sienten plausibles de acuerdo al grado en que el o los p-prims y la circunstancia en cuestión coincidan, y causa sorpresa cuando no lo hacen. • Primitivo explicativo: por lo general, no se puede decir nada acerca de por qué las conductas preescritas de los p-prims suceden. No hay una “teoría encubierta” o razonamiento articulado que los expliquen. • Fluido; datos conducidos; ausencia de resolución de conflicto: mientras que a veces los p- prims son fuertemente usados, en muchas ocasiones serán menos firmes en su activación. En esos casos, el sujeto podría tener una intuición sobre qué es lo que podría suceder, pero entonces la perdería con sus cambios de atención. En algunos casos, varios p-prims conflictivos serían aplicados y ahí es improbable hallar alguna manera de resolver tal conflicto. • Conexión problemática con el lenguaje: los p-prims no son palabras o sentidos de palabras y no son codificados lingüísticamente. Describir p-prims en palabras es difícil o imposible. • Orígenes en mínimas abstracciones: generar nuevos p-prims no es difícil ni tampoco raro. Existen frecuentemente bastantes abstracciones simples de eventos familiares, como el hecho de que al empujar un objeto, éste se mueva paralelamente al empuje, etc. Sin embargo, las propiedades de los p-prims, especialmente
Compartir